Астрономы давно предполагают, что планеты и их звезды формируются из одного и того же вещества, поэтому соотношение ключевых химических элементов должно быть похожим. Новые наблюдения за WASP-189b дали редкое прямое подтверждение этой идеи.

Эта планета совсем не похожа на Землю: она относится к ультрагорячим юпитерам и разогрета до температур свыше 3000 К. Но именно экстремальные условия делают ее особенно удобной для изучения химического состава далекого мира.

<h3>Планета с экстремальной жарой</h3>

WASP-189b находится примерно в 320 световых годах от Земли и обращается очень близко к своей звезде.

Из-за высокой температуры вещества, которые на более холодных планетах входят в состав горных пород, здесь могут находиться в атмосфере в газообразном состоянии.

Благодаря этому ученые могут обнаруживать магний, кремний и железо — элементы, играющие важную роль в формировании каменистых планет и их недр.

Сама WASP-189b не рассматривается как возможный обитаемый мир. Ее ценность заключается в том, что она позволяет проверить фундаментальные представления о формировании планетных систем.

<h3>Связь между звездой и планетой</h3>

Звезда и окружающие ее планеты рождаются из общего облака газа и пыли.

После формирования молодой звезды вокруг нее остается протопланетный диск. Именно из его вещества постепенно образуются планеты, астероиды и другие тела.

Поэтому астрономы предполагают, что соотношения некоторых химических элементов в звезде могут отражать состав вещества, из которого сформировались ее планеты.

Особенно важны магний, кремний и железо. Их соотношение влияет на минеральный состав каменистых миров, строение мантии и относительный размер ядра.

Однако за пределами Солнечной системы эта связь долгое время оставалась в значительной степени теоретическим предположением.

Наблюдения WASP-189b показали, что отношения магния к кремнию, магния к железу и кремния к железу в ее атмосфере согласуются с соответствующими значениями у родительской звезды в пределах погрешности измерений.

<h3>Как изучили далекую атмосферу</h3>

Для наблюдений ученые использовали спектрограф IGRINS, работавший на телескопе Gemini South.

Спектроскопия позволяет разложить свет на отдельные длины волн. Каждый химический элемент или молекула оставляет в таком спектре характерный набор линий, своеобразный химический «отпечаток».

В атмосфере WASP-189b исследователи обнаружили нейтральные атомы железа, магния и кремния, а также воду, угарный газ и гидроксильный радикал.

Это позволило не просто определить присутствующие вещества, но и сравнить относительное содержание ключевых элементов с составом звезды.

<h3>Почему важны магний и кремний</h3>

Для каменистых планет соотношение магния и кремния особенно важно.

Эти элементы входят в состав силикатных минералов, из которых в значительной степени состоят мантии планет земного типа. Их пропорции могут влиять на минеральный состав и физические свойства недр.

Поскольку напрямую измерить содержание таких элементов внутри далекой каменистой экзопланеты пока невозможно, ученые часто используют химический состав ее звезды как ориентир.

Новые результаты показывают, что по крайней мере для WASP-189b такое предположение работает: соотношение основных тугоплавких элементов оказалось близким к звездному.

<h3>Что это значит для поисков других миров</h3>

Это открытие не позволяет определить обитаемость планеты только по составу ее звезды.

Наличие подходящих химических элементов еще ничего не говорит о температуре поверхности, атмосфере, воде или других условиях, необходимых для жизни.

Однако химический состав звезды может помочь ученым оценить, из какого вещества формировались окружающие ее планеты.

Для каменистых миров это особенно важно, поскольку строение недр влияет на множество процессов — от вулканической активности до долговременной эволюции поверхности.

Поэтому данные о составе звезды могут использоваться как один из ориентиров при выборе экзопланет для более подробного изучения.

<h3>Что предстоит выяснить дальше</h3>

Одной планеты недостаточно, чтобы считать эту закономерность универсальной.

Теперь ученым необходимо провести подобные измерения для других экзопланет и проверить, насколько часто их химический состав действительно повторяет пропорции элементов в родительских звездах.

Особый интерес представляет сравнение разных типов планет и планетных систем.

WASP-189b уже показала, что атмосферы ультрагорячих гигантов могут служить своеобразными лабораториями для исследования вещества, из которого формируются планеты.

Хотя этот раскаленный мир совершенно не похож на Землю, его атмосфера помогает астрономам лучше понять общий принцип формирования планет и приблизиться к ответу на вопрос, насколько точно химический состав звезды позволяет судить о ее планетах.